Opersjonsforsterker oppgaver Sven Åge Eriksen Fagskolen Telemark opamp komparator op-amp elektronikk

1. Operasjons-Operasjons-
forsterkerforsterker
OPPGAVEROPPGAVER
Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark, 24.04.17Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark, 24.04.17

2. OperasjonsforsterkerOperasjonsforsterker
Sven Åge Eriksen, Fagskolen TelemarkSven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
Mål:
Studentene skal
kunne gjøre rede
for hvordan OP-
AMP fungerer og
forstå og beregne
ulike koblinger
med denne.

3. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
Vanlige koplingstyper av
operasjonsforsterkere:
1. Komparator
2. Inverterende forsterker
3. Ikke inverterende forsterker
4. Inverterende summerende forsterker
5. Ikke inverterende summerende forsterker
6. Differensial forsterkerkopling
7. Spenningsfølger / buffer / galvanisk skille
8. Matematiske funksjoner og filter

4. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
1. Komparator fagstoff:
Utgang er høy eller lav, avhenging av
om minusinngangen er høyere eller
lavere enn plussinngangen.
Plussinngangen er referansesignalet.

5. Oppgave 1: Komparator
+Ucc = +15 VDC
-Ucc = -15 VDC
U1 = +5 VDC
U2 = +2 VDC
Finn Uut !
REF

6. Oppgave 1: Komparator
+Ucc = +15 VDC
-Ucc = -15 VDC
U1 = +5 VDC
U2 = +2 VDC
Finn Uut !

7. Oppgave 1: Komparator
+Ucc = +15 VDC
-Ucc = -15 VDC
U1 = +5 VDC
U2 = +2 VDC
Finn Uut !
Når minusinngangen har høyest verdi,
vil utgangen være ca -14,3 VDC

8. Oppgave 2: Komparator
+Ucc = +15 VDC
-Ucc = -15 VDC
U1 = +12 VDC
U2 = +12,5 VDC
Finn Uut !

9. Oppgave 2: Komparator
+Ucc = +15 VDC
-Ucc = -15 VDC
U1 = +12 VDC
U2 = +12,5 VDC
Finn Uut !

10. Oppgave 2: Komparator
+Ucc = +15 VDC
-Ucc = -15 VDC
U1 = +12 VDC
U2 = +12,5 VDC
Finn Uut !
Når minusinngangen U1 har lavest
verdi, vil utgangen være ca +14,3 VDC

11. Komparator oppsummering
Hvis signalet på minusinngangen U1 har høyest verdi, er
utgangen ca -14,3 VDC
Hvis referansen på plussingangen U2 har høyest verdi, er
utgangen lik ca +14,3 VDC

12. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
2. Inverterende forsterker fagstoff:

13. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
2. Inverterende forsterker fagstoff, hvordan
regne ut formelen for forsterkning:

14. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
2. Virtuell jord:
Virtuell jord betyr at begge inngangene
har tilnærmet lik spenning:

15. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
Oppgave 3: Inverterende forsterker
Uinn = 100 mV
Hva er Uut ?

16. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
Oppgave 3: Inverterende forsterker
Uinn = 100 mV
Hva er Uut ?

17. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
Oppgave 3: Inverterende forsterker
Uinn = 100 mV
Hva er Uut ?
Uut = -100 mV · 100 kΩ / 10 kΩ =

18. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
Oppgave 3: Inverterende forsterker
Uinn = 100 mV
Hva er Uut ?
Uut = -100 mV · 100 kΩ / 10 kΩ = -1 V

19. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
Oppgave 4: Inverterende forsterker
Uinn = -750 mV
Hva er Uut ?

20. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
Oppgave 4: Inverterende forsterker
Uinn = -750 mV
Hva er Uut ?

21. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
Oppgave 4: Inverterende forsterker
Uinn = -750 mV
Hva er Uut ?
Uut = - (-750 mV) · 100 kΩ / 10 kΩ =

22. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
Oppgave 4: Inverterende forsterker
Uinn = -750 mV
Hva er Uut ?
Uut = +750 mV · 100 kΩ / 10 kΩ =

23. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
Oppgave 4: Inverterende forsterker
Uinn = -750 mV
Hva er Uut ?
Uut = +750 mV · 100 kΩ / 10 kΩ = +7,5 VDC

24. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
3. Ikke inverterende forsterker fagstoff:

25. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
Oppgave 5:
Ikke inverterende forsterker:

26. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
Oppgave 5:
Ikke inverterende forsterker:
Uinn = 150 mV DC
Hva er Uut ?

27. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
Oppgave 5:
Ikke inverterende forsterker:
Uinn = 150 mV DC
Hva er Uut ?
Uut = (1 + Rf / R1) · Uinn

28. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
Oppgave 5:
Ikke inverterende forsterker:
Uinn = 150 mV DC
Hva er Uut ?
Uut = (1 + Rf / R1) · Uinn
= (1 + 20 kΩ / 10 kΩ) · 150 mV DC
= (1 + 2) · 150 mV DC
= 450 mV DC

29. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
Oppgave 6:
Ikke inverterende forsterker:

30. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
Oppgave 6:
Ikke inverterende forsterker:
Uinn = 250 mVAC rms
f = 500 Hz
Hva er Uut ?

31. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
Oppgave 6:
Ikke inverterende forsterker:
Uinn = 250 mVAC rms
f = 500 Hz
Hva er Uut ?
Uut = (1 + Rf / R1) · Uinn

32. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
Oppgave 6:
Ikke inverterende forsterker:
Uinn = 250 mV ACrms
f = 500 Hz
Hva er Uut ?
Uut = (1 + Rf / R1) · Uinn
= (1 + 20 kΩ / 10 kΩ) · 250 mVAC
= (1 + 2) · 250 mVAC
= 750 mVAC

33. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
4. Inverterende summerende forsterker:

34. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
5. Ikke inverterende summerende
forsterker:

35. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
6. Differensial forsterkerkopling:

36. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
7. Spenningsfølger / buffer /
galvanisk skille :

37. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
8 a. Matematiske funksjoner:

38. Sven Åge Eriksen, Fagskolen Telemark
8 b. Operasjonsforsterker brukt til aktivt
høypassfilter og lavpassfilter: